中国农业大学赖锦盛课题组解析玉米高分辨率染色质远程互作图...

2019年6月14日，Nature Communications在线发表了中国农业大学赖锦盛教授课题组题为“Long-range interactions between proximal and distal regulatory regions in maize” 的研究论文，报道了玉米高分辨率的染色质三维互作图谱。

基因表达调控是生命科学重要研究领域之一。染色质三维结构与基因表达调控密切相关，解析远程调控元件（比如增强子）与重要功能基因在染色质三维空间上的相互作用具有重要意义。该研究利用ChIA-PET技术（可以捕获和某一蛋白相关的染色质互作），在玉米幼苗和幼穗中构建了H3K4me3-和H3K27ac-富集的高分辨率（5-10kb）的染色质互作图谱。在幼苗和幼穗中分别鉴定到约24,000 远程染色质互作。同时利用ChIP-seq（以H3K27ac为抗体）在幼穗和幼苗中鉴定到29,649和27,734远端调控区域（D）。根据基因和调控区域的注释，将鉴定的染色质互作分为启动子-启动子（P-P），启动子-增强子（P-D），增强子-增强子（D-D）互作；其中P-P互作占60%，P-D占35%，D-D约占5%。

进一步分析表明，存在染色质互作的基因比无染色质互作的基因的表达量高。存在P-P互作的基因倾向于协同表达。组织特异的P-D互作与基因的组织特异表达密切相关。 启动子与远端调控区的染色质互作进一步形成具有特定生物学功能的网络模块。高分辨率染色质互作图谱为发掘玉米复杂农艺性状相关基因及其转录调控提供重要信息。

博士生李恩和刘函博士为本文的共同第一作者。农业生物技术国家重点实验室、国家玉米改良中心、作物功能基因组和分子育种中心赖锦盛教授为本文的通讯作者。该研究得到了科技部国家重点研发计划，国家自然科学基金的经费支持。